Pimpla turionellae L. nın EŞEY ORANINA DÜŞÜK SICAKLIĞIN ETKİSİ * Effect of Low Temperature on the Sex Ratio of Pimpla turionellae L

Transkript

1 Pimpla turionellae L. nın EŞEY ORANINA DÜŞÜK SICAKLIĞIN ETKİSİ * Effect of Low Temperature on the Sex Ratio of Pimpla turionellae L Nuray KURTDERE Biyoloji Anabilim Dalı Pınar ÖZALP Biyoloji Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmada Pimpla turionellae tarafından parazitlenmiş ve değişik sürelerde ( 1, 3 ve 7 gün) düşük sıcaklıkta (+4 C) bekletilmiş pupalardan çıkan erginlerin eşey oranının düşük sıcaklıktan nasıl etkilendikleri araştırılmıştır. Düşük sıcaklığa maruz bırakılan pupalarda toplam ergin çıkışında azalma görülmüş, buna karşın toplam erkek çıkış oranında kontrol gruba göre artış gözlenmiştir. Elde edilen erginlerde herhangi bir deformasyon görülmemiştir. Sonuç olarak Pimpla turionellae nın parazitlenmiş pupalarını +4 ºC de 1 haftaya kadar depolamanın mümkün olduğu ve kitle üretim programlarında biyolojik mücadele çalışmalarına fayda sağlayacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Pimpla turionellae, düşük sıcaklık,, eşey oranı ABSTRACT In this study, the effect of low temperature on sex ratio of adults emerged from pupae that are parasitized by Pimpla turionellae that are storing at low temperature (+4 C) for various periods ( 1,3,7 days) is investigated. There was a decrease in total adult emergence of pupae that are exposed to low temperature though there was an increase in total male emergence ratio compared to control group. There was no deformation seen in the obtained adults. In conclusion, this showed that it is possible to store parasitized pupae of Pimpla turionellae at +4 C up to 1 weak and this will contribute biological control in mass rearing programs. Key Words: Pimpla turionellae, low temperature, sex ratio Giriş Biyolojik kontrol programlarında kullanabilirliği olan böcek parazitoidlerinin in vitro kültürlerde yetiştirilmeleri, her şeyden önce böcek için uygun olan sıcaklık, nem, ışık ve diğer fiziksel ve kimyasal parametreleri içeren abiyotik faktörlere bağlıdır. Yüksek ve düşük sıcaklığa maruz bırakılan herhangi bir organizma fizyolojik olarak çeşitli zararlar görmekte, küçük oluşları nedeniyle bundan en çok böcekler etkilenmektedir. * Yüksek Lisans Tezi -MSc Thesi 108

2 Hymenoptera ordosuna ait parazitik arılar ve parazitoidlerin birçoğu kışın düşük sıcaklığa dayanabilme özelliğine sahiptir (Fischer, 1971; Knipling, 1966). Böcek türlerinin birçoğu da değişik gelişim evrelerinde diyapoza girerek düşük sıcaklığa karşı direnç gösterebilme yeteneğine sahiptir (Lenartowicz ve Niemierko, 1968; Ruberson, 1995; Danks, 1978; Jayanth ve Nagarkatti, 1985). Bu özellikten yararlanılarak düşük sıcaklıkta bekletme yöntemi ile elde edilen yeterli sayıdaki parazitoid ile etkin bir mücadele gerçekleştirilebilir (Ichimori ve ark, 1990). Çalışmada kullanılacak Pimpla turionella L. (Hymenoptera: Ichneumonidae) birkaç Lepidopter türünün pupal endoparazitidir ve kolaylıkla kültüre alınabilen Hymenopterlerin ilk temsilcisidir (Yazgan, 1981). Kış mevsiminin düşük sıcaklıklarına dayanabilme özelliğine sahip larvaları kışı konak pupları içerisinde geçirebildiği gibi ergin olarak da kışlayabilen bir türdür (Adıyaman,. 1995). Bu bilgiler doğrultusunda Pimpla turionellae tarafından parazitlenmiş ve değişik sürelerde (1, 3, 7 gün) düşük sıcaklığa (+4 C) maruz bırakılmış pupalardan çıkan böceklerin eşey oranlarının düşük sıcaklıktan nasıl etkilendiği araştırılmıştır. MATERYAL VE METOT Düşük sıcaklığın Pimpla turionellae L. de eşey oranına etkisinin araştırıldığı bu çalışmada, kullanılan böceklerin elde edilmesi ve kültürün devamlılığı, böceklerin %70 ± 5 bağıl nem içeren 24 ± 2 ºC sıcaklıkta ve 12 saat aydınlık fotoperyodu uygulanan laboratuar koşullarında % 50 bal çözeltisi ve Galleria mellonela hemolenfi ile beslenerek sağlandı. Çalışmada Emre (1988) tarafından geliştirilen ve kimyasal yapısı bilinen sentetik besin ile ergin P. turionellae bireyleri beslendi. Deneylerde pupalardan yeni çıkmış, besin almamış P. turionellae bireyleri kullanıldı. Her serinin her tekrarında 10 dişi ve 5 erkek birey alınarak etrafı telle çevrili kafeslere konuldu. Böceklerin beslenmesi, 3x3 cm boyutundaki alüminyum kâğıt parçaları üzerine eşit miktarlarda damlatılan besinin böceklere verilmesi ile sağlandı. Deney kafeslerine konulan besin 1 saat süre ile tutuldu ve bu işlem deney periyodu sonuna kadar her gün aynı saatte tekrarlandı. Mikroorganizmaların üremesini önlemek amacıyla böceklerin dışkıları ile kirlenen kafesler sık sık temizlendi. Düşük sıcaklığın P turionellae de eşey oranına etkisinin araştırıldığı bu çalışmada parazitleme işlemi, deney böceklerinin kafeslere alınmasını takip eden 10. günden itibaren yapılmaya başlandı ve her üç güne bir bu işlem tekrar edilerek 34. güne kadar devam edildi. Her bir deney serisinin tekrarında 10. günden itibaren P. turionellae dişilerinin yumurtalarını bırakmaları için 10 adet G. mellonella pupası 1 saat süreyle deney kafeslerinde tutuldu. Deney periyodu boyunca parazitleme işlemi daima taze pupalarla yapıldı. P. turionellae tarafından parazitlenmiş pupalar parazitlenmeden hemen sonra plastik bardaklara alınarak ağızları tülbent bir bezle kapatıldıktan sonra bir gün, üç gün ve yedi gün olmak üzere üç değişik zaman periyodunda C düşük 109

3 sıcaklığa maruz bırakıldı. Bu sürelerin sonunda P. turionellae tarafından parazitlenmiş ve düşük sıcaklığa maruz bırakılmış pupalar laboratuar ortamına alındı. Laboratuar koşullarında karanlık ortamda bekletilerek pupalardan çıkan erkek ve dişi bireyler tespit edilerek parazitlemenin yapıldığı gündeki veriler olarak kaydedildi. Her bir parazitlemedeki ergin birey çıkış oranı, çıkan toplam birey sayısının parazitlenmek için kafeslere bırakılan pupa sayısına oranının, erkek ve dişi çıkış oranları ise çıkan toplam ergin sayısına göre erkek veya dişi sayısının oranının hesaplanmasıyla tespit edildi. Bütün deneyler değişik zamanlarda üçer defa tekrarlandı ve elde edilen veriler tablolar halinde sunuldu. Bir deney serisinde düşük sıcaklığa değişik sürelerle maruz bırakılan parazitlenmiş pupalardan elde edilen veriler hem o serideki kontrol gurubuyla hem de kendi aralarında karşılaştırılarak değerlendirildi. Deneylerden elde edilen verilerin istatistik analizleri, yüzdeli değerlerin arksin dönüşümleri yapıldıktan sonra bilgisayarda SPSS 13.0 paket programında Student-Newman Keul s Test (SNK) testinin uygulanmasıyla yapıldı.. Ortalamalar arası fark 0.05 olasılık seviyesinde F değerinden büyük olduğu zaman önemli kabul edildi. Araştırma Bulgular Farklı sürelerde düşük sıcaklığın Pimpla turionellae nın eşey oranına deney periyodu süresince olan etkisi Çizelge1 ve şekil1 de verilmiştir. Ergin P. turionellae dişileri tarafından parazitlenmiş pupaların +4 o C de 1 gün düşük sıcaklığa maruz bırakmada kontrol gruba göre toplam ergin çıkışında istatistikî açıdan önemli bir fark gözlenmemiştir. Üç ve 7 gün süreyle maruz bırakıldığında ise istatistikî açıdan önemli bir fark gözlenmiş olup, söz konusu günlerde kontrol gruba göre toplam ergin çıkışında bir azalma olmuştur. Özellikle 7 gün boyunca düşük sıcaklığa maruz bırakmada toplam ergin çıkışındaki azalma dikkate değerdir. Kontrol grubunda toplam çıkış oranı % 65,92 iken 7.gün düşük sıcaklığa maruz bırakmada % 39,21 olmuştur. Toplam dişi çıkışında parazitlenmiş pupaların 1, 3 ve 7 gün süreyle +4 o C düşük sıcaklığa maruz bırakmada kontrole göre istatistikî açıdan gözlenen fark dişi çıkışındaki azalma yönünde olmuştur. Düşük sıcaklığa maruz bırakma süresi artıkça dişi çıkış oranında azalma olmuştur. Kontrol grubundaki toplam dişi çıkışı oranı % 65,45 iken bu oran 7 gün düşük sıcaklığa maruz bırakmada % 58,37 ye düşmüştür. Buna karşın toplam erkek çıkışında belirtilen günlerde kontrol gruba göre bir artış gözlenmiştir. 110

4 Erğin Çıkışı (%) Ç.Ü Fen Bilimleri Enstitüsü Yıl:2008 Cilt:17-2 Çizelge1 Pimplae turionellae nın deney periyodu süresince eşey oranına düşük sıcaklığın günlere göre etkisi Ergin Çıkışı (%) +4 o C de TOPLAM DİŞİ ERKEK bekleme süresi (Gün) X sx * sx X * X sx * 0 ( Kontrol ) 65.92±4.37a 65.45±1.27a 34.55±1.27b ±2.43ab 59.94±0.11b 40.06±0.11a ±2.57b 58.48±1.24b 41.52±1.24a ±2.46c 58.37±0.73b 41.63±0.72a * :SNK: Aynı sütunda aynı harfleri içeren veriler arasında P<0,05 düzeyinde istatistiki olarak ayrım yoktur X Sx : Aritmetik ortalama Standart hata Kontrol GÜN Toplam dişi erkek Şekil1 Pimplae turionellae nın deney periyodu süresince eşey oranına düşük sıcaklığın günlere göre etkisi 111

5 Tartışma ve Sonuçlar Sunulan bu çalışmada Pimpla turionellae tarafından parazitlenmiş ve değişik sürelerde (1,3,7 gün) düşük sıcaklıkta (+4 C) bırakılmış pupalardan çıkan böceklerin eşey oranının düşük sıcaklıktan nasıl etkilendiği araştırılmıştır. Doğada zararlı türleri kontrol amacıyla biyolojik mücadele metotlarından büyük ölçüde faydalanılmakta, düşük sıcaklıkta depolanan parazitoidlerin yaşam kalitesi, verimliliği ve eşey oranlarının araştırılması ile ilgili çalışmalar, zararlıların ortadan kalkmasında büyük ölçüde etkili olmaktadır (Luıs, 2005; McDougall, 1997). Uygulamalı biyolojik kontrol programlarında depolama yöntemlerinin varlığı istenir, fakat doğal düşmanların başarılı bir şekilde kullanımı bu parazitoidlerin miktarı ve kalitesine bağlıdır (Bigler, 1994; Hoddle ve ark, 1998). Endoparazitik böceklerin gelişmeleri konaklarının gelişmeleri ile ekseriye uygunluk göstermekte, konağın diyapozu parazitin gelişmesini geciktirmektedir. Parazitin diyapozu, parazit konak içinde gelişmesine rağmen, sıcaklık ve gün uzunluğu tarafından tayin edilmektedir. Ani soğuğa maruz bırakma larval deri değiştirmede olduğu gibi beyni prothorasik bezi aktifleştiren bir büyüme faktörü salgılamak üzere uyarmaktadır. Prothorasik bezin salgısı büyümeyi ve farklılaşmayı düzenlemektedir. Düşük sıcaklıkta metabolizma büyük ölçüde yavaşlar fakat salgılama artar. Böyle sıcaklıklardaki uzun dinlenme evresinde intoksifikasyon ortadan kalkmaktadır. Düşük sıcaklıkta bekletme yönteminin büyüme hormonlarının salgılamasını önleyici bir etken olarak düşünmek mümkündür. (Wigglesworth,1972) Böceklerde hormonların salgılanmasının kontrolü, dışarıdan gelen çevresel uyarıların sinir sistemi ve endokrin sistemi üzerindeki etkisi ile olmaktadır. Bazı böcek türlerinde düşük sıcaklık prothorasik bezin hormon salgılaması için sinyal transdüksiyon prosesini başlatmaktadır (Tunaz, 2004). Endokrin mekanizmasının sıcaklığa duyarlılığı G. mellonella nın son larva döneminde düşük sıcaklığa birkaç dakika maruz bırakıldığında normalden daha fazla deri değiştirdiği gözlenmiştir (Cymborowski ve Bogus, 1976). G. mellonella nın son dönem larvaları 0 C de 2 gün tutulduğu zaman normal sıcaklıkta tutulan kontrol larvalarının aksine JH- esteraz enziminin azaldığı ve JH miktarının ise yükseldiği belirtilmiştir (Sehnal ve Rembold, 1985; Bogus ve ark, 1987). Soğuğa maruz bırakılmış pupalar normal şartlara döndürüldüğünde yeniden deri değiştirme hormonu aktive olur ve bu hormon sinyali aktif erginlere yol açar. Sıcaklık dişilerin üremesinde önemli bir etken olup, artan sıcaklık değerlerinde yumurta üretiminin azaldığı (Uygun and Atlıhan, 2000; Haile ve ark, 2002), düşük sıcaklık değerlerinde dişilerde üreme performansının düştüğü buna karşın erkek çıkış oranının arttığı yapılan benzer çalışmalarda gösterilmiştir (Uckan and Gülel, 2001; Bayram ve ark,. 2005). Çalışma sonunda elde edilen veriler incelendiğinde düşük sıcaklığa maruz bırakılan pupalardaki toplam ergin çıkışındaki azalma buna karşın erkek çıkış oranındaki artış bu çalışmalarla benzerlik göstermektedir. Böceklerde enerji rezervi olarak önemli bir yeri olan glikojen yağ dokuda depolanmakta (Sigert, 1987) uzun süre düşük sıcaklıkta bekletilen pupalardaki glikojen miktarındaki azalma (Tezze 112

6 and Botto, 2004 Yanıkoğlu, 1990), toplam ergin çıkışındaki düşüşünde bu nedene bağlı olduğunu düşündürmektedir. Benzer şekilde düşük sıcaklıkta ( +4,5 C) depolanan Eretmocerus corni pupalarında toplam ergin çıkışının büyük ölçüde azaldığı gözlenmiştir (Lopez and Botto, 2005). Yapılan diğer çalışmalarda ise soğukta depolanan Trichogramma spp. türlerinde de toplam ergin çıkışındaki azalmalar bizim sonuçlarımızla benzerlik göstermektedir(garcia ve ark, 2002; Jalali and Sing, 1992; Özder, 2004) Düşük sıcaklığa direnç ile ilgili çalışmalar sonucunda böceklerde su kaybı olduğu, türe bağlı olarak glukoz, trehaloz, laktik asit, glikojen, gliserol ve sorbitol miktarlarının değişmediği tespit edilmiştir (Yanıkoğlu, 1990). Düşük sıcaklıkta bekletilen pupalardaki gecikme, uygulama süresine bağlı olarak özellikle su kaybının düşük sıcaklığa karşı korunmada en önemli faktörlerden biri olduğunu düşündürmektedir. Yine düşük sıcaklıkta bekletilen bazı türlerde spesifik bazı koruyucu proteinlerin oluştuğu ve hemolenfteki aminoasit miktarlarında değişiklikler olduğu bilinmektedir (Lee ve ark, 1986; Nurullahoğlu ve Aksoylar,. 1997). Sonuç olarak yapılan bu çalışmada Pimpla turionellae nın parazitlenmiş pupalarının soğukta depolanmaya tolerans gösterdikleri fakat ortaya çıkan erginlerin oran ve kalitesinin düşük sıcaklıktan etkilendiği gözlenmiştir. Pimpla turionellae pupalarının +4 C de 30 güne kadar bekletildiklerinde %80-90 oranında erginleştikleri bilinmekte (Yanıkoğlu, 1990) dir. Elde ettiğimiz sonuçlar doğrultusunda parazitlenmiş pupaların da bir haftaya kadar düşük sıcaklıkta depolanabileceği ve biyolojik kontrol için üretim potansiyelini arttıracağı düşünülmektedir. Kaynaklar BAYRAM, A., OZCAN, H. and KORNOSOR, S., Effect of Cold Storage on the Performance of Telenomus busseolae Gahan / Hymenoptera: Scelionidae), an Eggs Parasitoid of Sesamia nonagrioides (Lefebvre) (Lepidoptera: Noctuidae). Biological Control, 35: BIGLER, F., Quality Control in Trichogramma Production, In: WAJENBERG, E., HASSAN, S. A,(Eds), Biological Control With Eggs Parasitoid.CAB International, Wallingford, UK, pp BOGUS, M.I., WISNIEWSKI, J. R. and CYMBOROWSKI, B., Effect of Ligihting Conditions on Endocrine Eventes in Galleria mellonella. Journal of Insect Physiology 33(5), CYMBROROWSKI, B. and BOGUS, M. J., Juvenilizing Effect of on Galleria mellonella. Journal of Insect Physiology 22, (5, ). DANKS, H.V., Modes of seasonal Adaptation in the Insect. I. Winter Survival. Can. Entomologi., 110: EMRE, İ., Meridik Bir Besinin Pimpla turionellae L. (Hymenoptera:Ichneumonidae) Ergin Dişilerinin Yumurta Verimine Etkisi. Doğa Tu.Biyol., 12(2) FISICHER, B. C., Aspects of the Physiology of Endoparasitic Hymenoptera. Biol.Rev., 46:

7 GARCIA, P. V., WAJINBERG, E., PIZZOL,J. and OLIVERIA, M. L. M., Diapause in the Eggs Parasitoid Trichogramma cordubensis: Role of Temperature. Journal of Insect Physiology, 48: HAILE, A.T., HASSAN, S.A., OGOL, C. K. P. O., BAUMGARTNER, J., SITHANANTHAM, S., MONJE, J.C. and ZEBITZ, C. P. W., Temperature Dependent Developmental of Four Eggs Parasitoid Trichogramma Spesies (Hymenoptera.Trichogrammatidae). Biocontrol Science and Technology,12: HODDLE, M., DRIESCHE, R. V. and SANDERSON, J., Biological Control of Bemisia argentifolii (Homoptera: Aleyrodidae) on Poinsettia With Inundative Releases of Encarsia formosa (Hymenoptera: Aphelinidae): Are Higher Release Rates Necessarily Beter?.Biological Control, 10: JALALI, S. K., and SINGH, S. P., Differential Response of Trichohramma Spesies to Low temperatures for Short Terms Storage. Entomophaga 37 (1) JAYANTH, K.P and NAGARKATTI, S., 1985.Low Temperature Storageof Adult of Brancon brevicornis.wesmael.entomon., 10(p 39-41). KNIPLING, E.F., 1966.In:Insect Colonization and Mass Production (ed.by Smith,C.N.) pp 8 Academic Press, New York. LEE, R. E. RİNG, R. A., and BAUST, J. G., Low Temperature Tolerancain Insect and Other Terrestrial Arthropods. Bibliography 2 Cryo. Lett., 7, LENARTOWICZ, E. and NIEMIRKO, S The Effect of Low Temperature and Starvation on Carbohydrate Metabolizm in Larvae of Galleria mellonella L. J. Insect Physiol., 14: LOPEZ, S. N. and BOTTO, E., Effect of Cold Storage on Some Biological Parameters of Eretmocerus corni and Encarsia formosa (Hymenoptera: Aphe linidae) Biological Control LIU, S., GEBREMESKEL, F.B. and SHI. Z., Reproductive Compatibility and Variation in Survival and Sex Ratio Between Two Geograpic Populations of Diadramus collaris, a Pupal Parasitoid of The Diamondback Moth, Plutella xylostella Biocontrol. 47: McDOUGALL, S.J., MILLS, N.J.,1997. The Influence of Hosts, Temperature and Food Sources on The Longevity of Trichogramma platneri. Entomoliga Experimentalis et Applicata, 83: NURULLAHOGLU, Z.Ü.,and AKSOYLAR, M. Y., The Effects of Low Temperature on the Total Lipid, Total Fatty Acid and Fatty AcidComposition in Female Pupae and Adults of Pimpla turionellae L. (Hymenoptera:Ichneumonidae.) TÜBİTAK RUBERSON, J. R., TAUBER, C. A., and TAUBER, M. J., Developmental Effects of Host and Temperature on Telenomus spp (Hymenoptre:scelionidae) Parasitizing Chrysopid Eggs. Biological Control, 5(2),

8 SEHNAL, F. and REMBOLD, H., Brain Stimulation of Juvenile HormoneProduct in Insect Larvae. Journal Cellular and Molecular life Science( CMLS) Issue Volume41, Number5, Pages SIGERT, K.J., Carbohydrate Metabolisim in Manduca sexta During Late Larval Development. Journal. Insect Physiology., 33(6), TUNAZ, H, Cold Induced Supernumerary Molting in Insect. KSU journal of Science and Engineering 7(1)-2004 TEZZE, A. A., and BOTTO, E. N., Effect of Cold Storage onthe Quality of Trichogramma nerudai ( Hymenoptera: Trichogramma tidae). Biological Control UCKAN,F.,and GULEL, A The Effects of Cold Storage on the Adult Longevity, Fecundity and Sex Ratio of Apantales galleriae Wilkinson (Hym.:Braconidae ).Turk J. Zool Tübitak UYGUN, N., and ATLIHAN, R., The Effect of Temperatur on Developmental and Fecundity of Scymnus leva illanti.biocontrol 45: YANIKOĞLU,A., Düşük Sıcaklığın Pimpla turionellae L. (Hymenoptera:Ichnemonidae) Puplarının Glikojen Seviyelerine Etkisi, C.Ü. Fen-Ed. Fak. Fen Bil.Der., 13, YAZGAN. S., A Meridik Diet and QuantitativeEffect of Tween 80, Fatty Acid Mixtures and Inorganic Salts on Development and Survival of the Endoparazitoid Pimpla turionallae L. Zeitschrift für Angewandte Entomologie H. 5, S WIGGLESWORTH, V. B.,1972. The Principles of Insect Physiology. Seventh Edition, London, 827s. London New York Chapman and Hall 115